[工學(xué)]機(jī)電一體化課件(編輯修改稿)
2025-03-15 10:40 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 是 隔直通交 。 ? 電容也不能無限制地讓交流流通，這種對(duì)交流電流的阻抗，稱為電抗，其計(jì)算公式： Xc=1/(2πfC).電抗單位為歐姆。 電容和頻率越大，電抗越小 。 ? 電容定義為單位電壓下的電量，即： C=q/U ? 電容的電壓電流特性： dU/dt=i/C 從上式可知，電容兩端電壓是 電流的積 分 且與初始值有關(guān)，故電壓 不能瞬時(shí)改變。 ? ?? )0()(1)( udttiCtu電容的電壓 電流特性的應(yīng)用 ? 單片機(jī) 8051的 RST引腳上至少保持連續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平就可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)復(fù)位 。 (a) 加電自動(dòng)復(fù)位電路 (b) 按鍵手動(dòng)復(fù)位電路 上述電路是簡(jiǎn)單的 RC電路： ? ?? ?RCtRRCtCCcCcCReueuudtduRCuRidtduCiuu//1,?????????????????上述微分方程的解，當(dāng)電容原來不帶電荷時(shí)從前面分析可知，當(dāng)電阻 R=1K歐，電容C=22uF時(shí)，經(jīng)過 10ms， RST引腳電壓降為。 8051單片機(jī) 1個(gè)機(jī)器周期有多少時(shí)間？ 振蕩周期 (時(shí)鐘周期 )= 晶振頻率 fosc的倒數(shù)； 1個(gè)機(jī)器周期 = 6個(gè)狀態(tài)周期 1個(gè)機(jī)器周期 = 12個(gè)時(shí)鐘周期； MCS51系統(tǒng)中，若晶振頻率為 6MHz，一個(gè)機(jī)器周期等于 2us,因此上述 RC電路足以提供 2個(gè)機(jī)器周期的高電平。 電容（ 2） ? 串聯(lián)形式的等效電容為： ? 并聯(lián)形式的等效電容為 : ns e r ie seq CCCC1...11121_????np a r a lle leq CCCC ???? ...21_有極性電容，安裝時(shí)要注意。同時(shí)還要注意耐壓 二極管（ 1） ? 二極管是具有單向?qū)щ娦缘陌雽?dǎo)體元件，硅管的正向偏壓大約為 。 ? 二極管可用于整流，如圖半波整流 二極管（ 2） ? 二極管用于電磁繼電器的浪涌抑制 圖中二極管 D1稱為續(xù)流二極管，用于保護(hù)開關(guān)閉合時(shí)產(chǎn)生的浪涌電流沖擊繼電器觸點(diǎn)。 這個(gè)二極管也可以用電容器代替。 說明一下為什么會(huì) 產(chǎn)生浪涌電流。 二極管電路分析 首先假定每個(gè)電路元件的電流方向，然后運(yùn)用基爾霍夫定律計(jì)算，如果電流與假定不一致，則修改再分析。 解： I2*R+I3*2R=0 I2=2*I3 因此 I2和 I3中有一路電流的假定方向有誤，假設(shè) I3有誤 I1 I2 I3 I4 I1 I2 I3 I4 二極管電路分析 (續(xù) ) 同學(xué)們對(duì)這個(gè)電路進(jìn)行一下分析 I1 I2 I4 Vdiode + 二極管電路分析 (續(xù) ) 2*I1*RI2*R1=0 I2*R+I4*R1=0 I1+I2=I4 I1 I2 I4 Vdiode + 2*I1I2=1/R 2*I2+I1=1/R 5*I1=3/R I1=3/5R0 I2=1/5R0 I4=4/5R0 Vdiode=I4*R+1=1/5V0 因此這種假定正確。 作業(yè)題 計(jì)算穩(wěn)態(tài)時(shí)的 Vout. （ 1） V1=10V (2) V1=10V 作業(yè)題解 穩(wěn)態(tài)時(shí)，電容相當(dāng)于斷路。 (a)因此整個(gè)電路等效電阻為 R+R/2. Vout=2*V1*R/3R=2*10V/3= (b)這時(shí) D1反偏，因此 23斷路，因此 Vout=V1/2=5V 齊納二極管（ 1） ? 這種二極管反向擊穿時(shí)，即使電流變化，它也能保持電壓不變，該電壓稱為齊納電壓 Vz ? 齊納二極管可用于 直流 穩(wěn)壓器 齊納二極管（ 2） ? 當(dāng)管工作在額定齊納電流時(shí)，其管子的電阻稱為最大動(dòng)態(tài)電阻（ Rd),齊納管電壓和電流變化滿足 ΔIz= ΔUz/Rd。 此時(shí)，穩(wěn)壓器的輸出電壓與輸入電壓變化關(guān)系： ΔUz=Rd*ΔUin/(Rd+R) 進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意電流應(yīng)大于額定齊納電流， 電壓應(yīng)大于齊納電壓。 齊納二極管穩(wěn)壓性能 齊納二極管穩(wěn)壓器如右圖所示，其中 V1 范圍在 20V~30V之間，選用 15V， 1W 的齊納管 (1N4744A)，其額定齊納電流 為 17mA,此時(shí)動(dòng)態(tài)電阻 Rd為 14歐。 解：最大功耗要小于 1W，因此流過二極管的電流最大為：1W/15V=, 因此，電阻 R至少應(yīng)為： (30V15V)/=225Ω。因此選用 240Ω 電流大于 ，動(dòng)態(tài)電阻為 14歐， ΔVz=14*(30V20V)/(14+240)= *100%/15=% 齊納二極管穩(wěn)壓器設(shè)計(jì) 齊納二極管穩(wěn)壓器如右圖所示，其中 V1 為 24V穩(wěn)壓性能很差的直流源，最大負(fù)載 電阻 RL=240歐，設(shè)計(jì)一個(gè) 15V穩(wěn)壓器。 其齊納二極管最大功耗應(yīng)小于 1W 解：流過 RL的最小電流： 15/240 流過 R1的電流： (2415)/R1 齊納二極管的最大電流： Izmax= (2415)/R1 15/240 二極管最大功耗： Izmax *15V1 因此，電阻 R1至少應(yīng)為： 9/(1/15+15/240)=。因此選用 75Ω 在一些簡(jiǎn)單機(jī)電一體化系統(tǒng)中，將 9V電池穩(wěn)壓為 5V 電源用于供電，用齊納二極管穩(wěn)壓器是便宜而有效的。 三端穩(wěn)壓器 ? 在一些簡(jiǎn)單機(jī)電一體化系統(tǒng)中，將 9V電池穩(wěn)壓為 5V電源用于數(shù)字電路供電，用齊納二極管穩(wěn)壓器是便宜而有效的解決方案。 ? 更為精確的穩(wěn)壓是采用三端穩(wěn)壓器。 100uF 10uF 發(fā)光二極管
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